EP2735744A2 - Laufrad einer Kreiselpumpe mit Magneten - Google Patents

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EP2735744A2
EP2735744A2 EP13005445.5A EP13005445A EP2735744A2 EP 2735744 A2 EP2735744 A2 EP 2735744A2 EP 13005445 A EP13005445 A EP 13005445A EP 2735744 A2 EP2735744 A2 EP 2735744A2
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magnets
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disc
plastic
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    • F05D2300/43—Synthetic polymers, e.g. plastics; Rubber

Definitions

  • the invention relates to an impeller of a centrifugal pump with a rear support disc, on which the impeller blades are arranged, wherein on the back of the support plate permanent magnets are fixed, for trapping of particles contained in the pumped liquid.
  • the object of the invention is to improve an impeller of the type mentioned above such that on the one hand it is reliably prevented that magnetisable particles enter the bearings and into the motor rotor space and, on the other hand, an adhesion of the particles to the impeller is prevented.
  • the support disc is made of plastic, that the magnets are disposed within the plastic of the support disc and that the magnet side, which faces the flow located on the back of the support disc, is covered by a layer of material.
  • the material layer covering the magnets ensures that the magnetisable particles do not adhere to the magnet of the impeller but are conveyed into the pump chamber by the centrifugal forces acting on the rear side of the impeller and thus conveyed to the pump outlet.
  • the magnets thus have a diverting effect for the magnetizable particles, wherein it is ensured that they do not adhere to the magnet and thus do not worsen the efficiency of the impeller.
  • the required magnetic strength depends on the gap between the impeller and the housing wall and the distribution on the impeller.
  • the design should be designed so that a small magnetic force is sufficient to remove the particles safely into the pump room.
  • the magnets are encapsulated by the plastic of the impeller wheel.
  • the impeller is preferably an injection molded part made of plastic.
  • the magnets on the impeller are covered by a disc or a cap.
  • the cover consists of a material on which the particles can easily slide off.
  • the cover can also be formed by the injection molded part of the impeller.
  • the surface of the cover or of the material is provided with a non-stick coating.
  • the covering layer is a DLC coating.
  • Optimum results are achieved when the thickness of the cover or covering material is 0.4 to 2 mm. It is also advantageous if the distance of the impeller back to the pump wall is preferably 2 to 10 mm.
  • the magnetic flux density of the magnets is preferably 0.02 to 0.2 Tesla.
  • the magnet or magnets can be designed as a ring or segment. It is also proposed that the magnets are arranged close to the impeller outer diameter, uniformly distributed over the circumference of the impeller.
  • the impeller is driven by an electric motor whose rotor is surrounded by a canned or split pot and flows around the medium to be conveyed.
  • a motor centrifugal pump has a pump housing 1, in whose pump chamber the impeller 2 is mounted, which is fixed on the end of the shaft 3 of the wet rotor electric motor.
  • the shaft 3 is surrounded by its motor rotor 4 by a split tube or a split pot 5 and flows around the pumped medium for engine cooling.
  • a pump wall 6 separates the pump chamber from the engine room.
  • the impeller 2 of the pump has a rear circular support disk 7 made of plastic, on the front side of the impeller blades 8 are integrally formed in order to promote the conveying liquid from the suction channel 9 into the impeller center in the pressure channel 10.
  • the magnets can be designed differently, for. B. as a ring, individual magnets or segments.
  • the magnets 12 are encapsulated by the plastic of the support disk 7, so that the impeller is an injection-molded part whose plastic covers the magnets 12 by 0.4 to 2 mm.
  • the execution is after Fig. 2 the cover of the magnets 12 formed by a 0.4 to 2 mm thick rear wall 13 which is fixed to the back of the impeller 2 and preferably made of plastic.
  • the cover or the cover may consist of a material on which the particles easily slide off.
  • the outer surface of the magnet cover, in particular of the additional rear wall 13 is provided with a non-stick coating, in particular with a DLC coating (amorphous carbon layer).
  • the distance of the impeller back to the pump wall 6 is preferably 2 to 10 mm. Further, the magnetic flux density of the magnets 12 is preferably 0.02 to 0.2 Tesla.
  • the magnets are mounted in or on the disc 13 or cap, which is attached to the back of the impeller.
  • the outside of the magnets is covered by a particular non-magnetic material. Otherwise, the same o.g. technical characteristics.

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Abstract

Die Erfindung betrifft ein Laufrad einer Kreiselpumpe mit einer rückseitigen Tragscheibe, auf der die Laufradschaufein angeordnet sind, wobei auf der Rückseite der Tragscheibe Permanentmagnete befestigt sind, zum Einfangen von in der Förderflüssigkeit enthaltenen Partikeln, wobei die Tragscheibe aus Kunststoff besteht, dass die Magnete innerhalb des Kunststoffs der Tragscheibe angeordnet sind und dass die Magnetseite, die dem auf der Tragscheibenrückseite befindlichen Förderstrom zugewandt ist, von einer Materialschicht überdeckt ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Laufrad einer Kreiselpumpe mit einer rückseitigen Tragscheibe, auf der die Laufradschaufeln angeordnet sind, wobei auf der Rückseite der Tragscheibe Permanentmagnete befestigt sind, zum Einfangen von in der Förderflüssigkeit enthaltenen Partikeln.
  • Es ist aus der FR 1 490 440 bekannt, auf der Rückseite des Laufrads einer Kreiselpumpe Permanentmagnete zu befestigen, damit diese magnetisierbare Partikel einfangen. Die Partikel bleiben hierbei am Magnet haften und bilden Strömungswiderstände, so dass der Wirkungsgrad des Laufrades verschlechtert wird.
  • Aufgabe der Erfindung ist es, ein Laufrad der eingangs genannten Art so zu verbessern, dass zum einen sicher verhindert wird, dass magnetisierbare Partikel in die Lager und in den Motoren-Rotorraum gelangen und zum anderen ein Anhaften der Partikel am Laufrad verhindert wird.
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Tragscheibe aus Kunststoff besteht, dass die Magnete innerhalb des Kunststoffs der Tragscheibe angeordnet sind und dass die Magnetseite, die dem auf der Tragscheibenrückseite befindlichen Förderstrom zugewandt ist, von einer Materialschicht überdeckt ist.
  • Die die Magnete abdeckende Materialschicht sorgt dafür, dass die magnetisierbaren Partikel an den Magneten des Laufrades nicht anhaften, sondern durch die auf der Rückseite des Laufrads wirkenden Zentrifugalkräfte in die Pumpenkammer gefördert und damit zum Pumpenauslass gefördert werden. Die Magnete haben damit für die magnetisierbaren Partikel eine umleitende Wirkung, wobei sichergestellt ist, dass sie an den Magneten nicht haften bleiben und somit den Wirkungsgrad des Laufrades nicht verschlechtern.
  • Die benötigte Magnetstärke richtet sich nach dem Spalt zwischen dem Laufrad und der Gehäusewand sowie der Verteilung am Laufrad. Die Konstruktion sollte dabei so ausgeführt sein, dass eine geringe Magnetkraft ausreicht, um die Partikel sicher in den Pumpenraum abzuführen.
  • In einer Ausführung sind die Magnete vom Kunststoff der Laufradtragscheibe umspritzt. Hierbei ist das Laufrad vorzugsweise ein Spritzgussteil aus Kunststoff.
  • In einer alternativen Ausführung sind die Magnete am Laufrad durch eine Scheibe oder eine Kappe abgedeckt. Bei allen Ausführungen ist von Vorteil, wenn die Abdeckung aus einem Material besteht, an dem die Partikel leicht abgleiten können. Die Abdeckung kann aber auch durch das Spritzgussteil des Laufrades gebildet sein.
  • Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Oberfläche der Abdeckung oder des Materials mit einer Antihaftbeschichtung versehen ist. Vorzugsweise wird hierbei vorgeschlagen, dass die überdeckende Schicht eine DLC-Beschichtung ist.
  • Optimale Ergebnisse werden erzielt, wenn die Dicke der Abdeckung oder des abdeckenden Materials 0,4 bis 2 mm beträgt. Auch ist von Vorteil, wenn der Abstand der Laufradrückseite zur Pumpenwand vorzugsweise 2 bis 10 mm beträgt.
  • Eine optimale Wirkung wird erzielt, wenn die magnetische Flussdichte der Magnete vorzugsweise 0,02 bis 0,2 Tesla beträgt. Auch können der bzw. die Magnete als Ring oder Segment ausgeführt sein. Ferner wird vorgeschlagen, dass die Magnete nahe des Laufradaußendurchmessers, gleichförmig über den Umfang des Laufrades verteilt angeordnet sind.
  • Auch ist von Vorteil, wenn das Laufrad von einem Elektromotor angetrieben ist, dessen Rotor von einem Spaltrohr oder Spalttopf umgeben und vom Fördermedium umströmt ist.
  • Zwei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen in axialen Schnitten dargestellt und werden im Folgenden näher beschrieben. Es zeigen
    • Fig. 1
    eine Motorkreiselpumpe mit einem Pumpenlaufrad, in dessen rückseitiger Tragscheibe die Permanentmagnete vom Kunststoff der Tragscheibe umgeben sind,
    Fig. 2
    eine Motorkreiselpumpe, bei der die auf der Rückseite der Laufradtragscheibe eingelassenen Permanentmagnete von einer zusätzlichen Rückwand des Laufrades überdeckt sind.
  • Eine Motorkreiselpumpe weist ein Pumpengehäuse 1 auf, in deren Pumpenkammer das Laufrad 2 gelagert ist, das auf dem Ende der Welle 3 des Nassläufer-Elektromotors befestigt ist. Hierbei ist die Welle 3 mit ihrem Motorenrotor 4 von einem Spaltrohr oder einem Spalttopf 5 umgeben und vom Fördermedium zur Motorenkühlung umströmt. Eine Pumpenwand 6 trennt die Pumpenkammer von dem Motorenraum.
  • Das Laufrad 2 der Pumpe weist eine rückseitige kreisförmige Tragscheibe 7 aus Kunststoff auf, auf deren Vorderseite die Laufradschaufeln 8 angeformt sind, um die vom Saugkanal 9 in das Laufradzentrum gelangende Förderflüssigkeit in den Druckkanal 10 zu fördern.
  • Im Zwischenraum 11 zwischen der Pumpenwand 6 und der Laufradrückseite sammeln sich leicht Partikel an, die in den Rotorraum und in die Lager der Welle 3 gelangen können und den Verschleiß beschleunigen. Um diese Partikel so früh wie möglich heraus zu befördern, sind in der Rückseite der Tragscheibe 7 des Laufrades 2 von einer vorzugsweise nicht magnetischen Materialschicht insbesondere Kunststoffschicht 2a bedeckte Permanentmagnete 12 befestigt, die auf die im Zwischenraum 11 befindliche Flüssigkeit einwirken. Dies führt dazu, dass in der Flüssigkeit befindliche Partikel aus magnetisierbarem Metall von dem Magneten 12 angezogen werden, ohne an den Permanentmagneten haften zu bleiben. Vielmehr bewirkt die auf die Partikel wirkende Magnetkraft, dass die durch die Radseitenraumströmung zum Zentrum (Welle) strebenden Partikel durch diese Magnete an der Laufradrückseite zur Laufradrückwand abgelenkt werden und durch die hier wirkende Zentrifugalkraft in die Pumpenkammer zurückgedrängt werden, ohne den Motoren-Rotorraum innerhalb des Spalttopfes bzw. Spaltrohres zu erreichen und ohne in die Lager zu gelangen. Die Magnete können hierbei unterschiedlich ausgeführt sein, z. B. als Ring, Einzelmagnete oder Segmente.
  • In der in Fig. 1 gezeigten Ausführung sind die Magnete 12 vom Kunststoff der Tragscheibe 7 umspritzt, so dass das Laufrad ein Spritzgussteil ist, dessen Kunststoff mit 0,4 bis 2 mm die Magnete 12 überdeckt. Stattdessen ist in der Ausführung nach Fig. 2 die Abdeckung der Magnete 12 von einer 0,4 bis 2 mm dicken Rückwand 13 gebildet, die an der Rückseite des Laufrades 2 befestigt ist und vorzugsweise aus Kunststoff besteht. Hierbei kann die Überdeckung oder die Abdeckung aus einem Material bestehen, an dem die Partikel leicht abgleiten.
  • Damit die Partikel an der Laufradrückseite mit größerer Sicherheit nicht haften bleiben, ist in einer weiteren Ausführung die äußere Oberfläche der Magnetabdeckung insbesondere der zusätzlichen Rückwand 13 mit einer Antihaftbeschichtung insbesondere mit einer DLC-Beschichtung (amorphen Kohlenstoffschicht) versehen.
  • Der Abstand der Laufradrückseite zur Pumpenwand 6 beträgt vorzugsweise 2 bis 10 mm. Ferner beträgt die magnetische Flussdichte der Magnete 12 vorzugsweise 0,02 bis 0,2 Tesla.
  • In einer nicht dargestellten weiteren Ausführung sind die Magnete in oder an der Scheibe 13 oder Kappe befestigt, die an der Rückseite des Laufrades befestigt ist. Hierbei ist wiederum die Aussenseite der Magnete von einem insbesondere nicht magnetischen Material bedeckt. Im Übrigen gelten für die Ausführung dieselben o.g. technischen Merkmale.

Claims (15)

  1. Laufrad (2) einer Kreiselpumpe mit einer rückseitigen Tragscheibe (7), auf der die Laufradschaufeln (8) angeordnet sind, wobei auf der Rückseite der Tragscheibe Permanentmagnete (12) befestigt sind, zum Einfangen von in der Förderflüssigkeit enthaltenen Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass die Tragscheibe (7) aus Kunststoff besteht, dass die Magnete (12) innerhalb des Kunststoffs der Tragscheibe angeordnet sind und dass die Magnetseite, die dem auf der Tragscheibenrückseite befindlichen Förderstrom zugewandt ist, von einer Materialschicht (12a, 13) überdeckt ist.
  2. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (12) vom Kunststoff der Tragscheibe (7) umspritzt sind.
  3. Laufrad nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass es ein Spritzgussteil aus Kunststoff ist.
  4. Laufrad nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (12) am Laufrad (2) durch eine Scheibe (13) oder Kappe abgedeckt sind.
  5. Laufrad (2) einer Kreiselpumpe mit einer rückseitigen Tragscheibe (7), auf der die Laufradschaufeln (8) angeordnet sind, wobei auf der Rückseite der Tragscheibe Permanentmagnete (12) befestigt sind, zum Einfangen von in der Förderflüssigkeit enthaltenen Partikeln, dadurch gekennzeichnet, dass an der Rückseite des Laufrades (2) eine Scheibe (13) oder Kappe befestigt ist, in oder an der die Magnete befestigt sind, und dass die Magnetseite, die dem auf der Tragscheibenrückseite befindlichen Förderstrom zugewandt ist, von einer Materialschicht (12a, 13) überdeckt ist.
  6. Laufrad nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung aus einem Material besteht, an dem die Partikel leicht abgleiten.
  7. Laufrad nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Abdeckung durch das Spritzgussteil des Laufrades (2) oder durch das Material der Scheibe (13) oder der Kappe gebildet ist.
  8. Laufrad nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberfläche der Abdeckung (13) oder des Materials mit einer Antihaftbeschichtung versehen ist.
  9. Laufrad nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die überdeckende Schicht eine DLC-Beschichtung ist.
  10. Laufrad nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Dicke der Abdeckung (13) oder des abdeckenden Materials (2a) 0,4 bis 2 mm beträgt.
  11. Laufrad nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Abstand der Laufradrückseite zur Pumpenwand (6) vorzugsweise 2 bis 10 mm beträgt.
  12. Laufrad nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die magnetische Flussdichte der Magnete (12) vorzugsweise 0,02 bis 0,2 Tesla beträgt.
  13. Laufrad nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der bzw. die Magnete (12) als Ring oder Segment ausgeführt sind.
  14. Laufrad nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Magnete (12) nahe des Laufradaußendurchmessers, gleichförmig über den Umfang des Laufrades (2) verteilt angeordnet sind.
  15. Laufrad nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass es von einem Elektromotor angetrieben ist, dessen Rotor von einem Spaltrohr oder Spalttopf umgeben und vom Fördermedium umströmt ist.
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